物理分类习题1.docx
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物理分类习题1
2010年分类练习
（一）选择、填空、计算
一、单选题：
12．在如图12所示的电路中，电源两端的电压不变。
当只闭
合开关S1时，电流表A1的示数为I，电流表A2的示数为I2。
当开关S1、S2都闭合时，电流表A1的示数为Iˊ，电流表A2的示数为I2ˊ。
I2:
I=2:
3，I2ˊ:
Iˊ=4:
7，则电阻R1:
R2:
R3等于
A.2:
1:
4B.4:
2:
1C.2:
3:
4D.3:
4:
7
答案：
A
11．把标有“6V3W”的小灯泡与最大阻值为50Ω的滑动变阻器连接在电源两端电压恒为6V的电路中，电路的连接如图5所示，电压表使用的量程为0～3V，电流表使用的量程为0～0.6A。
要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端电压不允许超过额定值（设灯丝电阻不变）。
下列说法正确的是
A．滑动变阻器接入电路的电阻允许调节的范围是0Ω～50Ω
B．小灯泡的电功率最小值为0.25W
C．电路总功率的最大值为3.6W
D．滑动变阻器滑片移动的过程中，电流表示数变化量的最大值为0.25A
答案：
D
12．用密度为ρ的金属制成质量相等的金属盒和实心金属球各一个，若把球放在盒内密封后，可悬浮在水中，如图6甲所示；若把球和盒用细线相连，放在水里静止后，盒有1/4的体积露出水面，此时细线对球的拉力是2N，如图6乙所示。
下列说法中正确的是：
A．ρ:
ρ水=3:
1
B．金属盒的体积为6×10-4m3
C．金属球的质量为0.4kg
D．金属盒空心部分体积是5×10-4m3
答案：
C
11．小敏同学在做电学实验时按照如图4所示的电路将电学器材连接，她使用的电流表量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，电源两端的电压为6V且保持不变，电阻R的阻值为10Ω，允许消耗的最大电功率为0.9W。
滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω，允许通过的最大电流为0.5A。
将开关S闭合后，要保证电路中各个元件正常工作，以下说法正确的是
A．通过电阻R的电流最大值为0.4A
B．滑动变阻器接入电路的最小值为5Ω
C．电压表示数最大的变化量为1V
D．滑动变阻器R0消耗的最大功率为1.2W
答案：
C
12.如图5所示，科技小组的同学用长方体泡沫塑料、三脚架和
灯泡等制作了一个航标灯模型A,A部分总重为4N，A底部与浮
子B用细绳相连。
某时刻航标灯静止时，长方体泡沫塑料浸入
水中的深度为5cm，排开水的质量为500g，浮子B重0.5N（不
计绳重和绳与滑轮间的摩擦，g取10N/kg），则下列选项正确的
是
Ａ．当水位上升时，B也向上运动,泡沫塑料A平衡时浸入水中的深度也会增加
Ｂ．水位在正常使用范围内上升和下降时,泡沫塑料A静止平衡后,底部受到水的压强总是50Pa
Ｃ．浮子B受到的浮力为1N
Ｄ．航标灯静止时浮子B体积应为1.5×10-4m3
答案：
D
12.如图6所示，甲、乙两个滑轮组通过细绳悬挂在天花板上，用滑轮组匀速提升重为600N的物体时，悬挂甲、乙两滑轮组的细绳所受的拉力分别为F甲、F乙，已知每个滑轮重30N，不计绳重及滑轮轴间的摩擦，则拉力F甲、F乙的大小分别为
A．F甲＝630N，F乙＝630NB．F甲＝660N，F乙＝660N
C．F甲＝945N，F乙＝420ND．F甲＝975N，F乙＝450N
答案：
D
二、多选题：
16.灯L1、L2、L3、L4上分别标有“12V12W”、“6V3W”、“6V1.5W”“12V6W”的字样，将四盏灯按如图7所示方式连接。
电源电压为12V且保持不变，设灯丝电阻不随温度变化，则下列选项正确的是
A．将A、B两点接入电源两端时，灯L1、L4正常发光
B．将A、C两点接入电源两端时，灯L2、L3正常发光
C．将A、D两点接入电源两端时，灯L2、L3正常发光
D．将A、D两点接入电源两端时，灯L3、L4正常发光
答案：
BD
15．如图6所示，一杯水静止在水平桌面上，杯中的水所受重力为G1，杯子所受重力为G2，
杯中的水对杯底的压力为N1，杯子对桌面的压力为N2，桌面对杯子的支持力为N3，则下列选项正确的是
A．N1与N2大小相等
B．G1、G2之和与N2大小相等
C．N1与N3是一对平衡力
D．N2与N3是一对相互作用力
答案：
BD
16．如图7所示，电源两端的电压保持不变，R0为定值电阻。
将滑动变阻器的滑片P置于
最左端，闭合开关S。
移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，此时滑动变阻器接入电路中的
电阻为R1，电压表的示数为U0，电流表的示数为I0；继续移动滑动变阻器的滑片P，使滑
动变阻器接入电路中的电阻值减小到R1/3，此时电压表的示数变为U0/2，电流表的示数变
为I1。
则下列说法中正确的是
A．I1:
I0=3:
2
B．R0:
R1=1:
3
C．当滑动变阻器的滑片P滑到最左端
时，R0两端的电压为2U0
D．当滑动变阻器的滑片P滑到最右端
时，R0两端的电压为2U0
答案：
AD
16．如图所示，当在绳子的自由端挂上70N的物体B静止时，物
体A浸没在容器内的水中。
当在B下面再挂上20N的物体静止时，
物体A有二分之一的体积浸在容器内的水中。
已知物体A的质量
为20kg，g取10N/kg。
不计绳重和摩擦，则下列计算结果正确的是
A.物体A的体积是8×10-3m3
B.物体A的密度是2.5×103kg/m3
C.物体A浸没在水中时受到的浮力是80N
D.动滑轮的质量是4kg
答案：
AC
15．一个木箱放在水平地面上，小明通过一根跨过定滑轮的绳子用力竖直向上提木箱，但木箱仍静止在水平地面上未动，如图7所示，以下各种说法中正确的是：
A．由于木箱静止在水平地面上，木箱所受地面的支持力始终是不变的
B．小明向下拉绳子的力越大，小明所受地面的支持力越小
C．小明向下拉绳子的力变化时，木箱受力不再平衡
D．木箱所受向上的拉力变化时，拉力和木箱所受支持力的合力是不变的
答案：
BD
16．如图8所示电路，电源电压保持不变。
当开关S1、S3闭合，S2断开时，电路的功率为15W，若此时把开关S2也闭合时，电路的功率增加了50W，电流表A1、A2的示数之比是3∶2。
则下列说法正确的是
A．电阻R1与R2阻值之比为2∶3
B．电阻R1与R3的电功率之比为1∶2
图8
C．电路中的开关都闭合与只闭合S3时，
电流表A两次的示数之比为39∶4
D．开关都闭合时电流表A1、A3的示数之比是3∶5
答案：
ACD
三、填空题：
23.底面积为50cm2的容器中装有一定量的水，用轻质细绳相连的体积相同的甲、乙两球悬浮在水中，如图8所示；将细绳剪断后，甲球漂浮且有
的体积露出水面，乙球沉入水底；若细绳剪断前、后，水对容器底部的压强变化了40Pa，g取10N/kg，则乙球的质量为g。
答案：
70
23．图9中的物体A的质量是400g，物体B的体积是8cm3。
用细绳将两物体通过定滑轮连
接，放手后，A恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动。
若将B始终浸没在水中，并使A沿着水平桌面向左做匀速直线运动时，需要施加1.12N水平向左的拉力。
则物体B的密度为_______g/cm3。
（g取10N/kg）
答案：
2.3×103
23．如图所示，在长为L的试管中装入适量的沙子，当把试管放
在水中静止时，露出水面的长度为
；当把试管放在x液体中静止时，露出液面的长度为
；则x液体的密度是kg/m3。
答案：
0.75×103
22．如图9所示电路中，电压U不变，电流表的示数为1A。
如果R1
与R2的等效电阻为R，并且R1∶R＝5∶3，电阻R2消耗的电功率为
2.4W，则电阻R1＝________。
答案：
10
23．如图10所示，A、B两个正方体挂在杠杆的两端，已
知物快A的边长为10cm，物块B的边长为20cm，它们的
密度分别为ρA＝3×103kg/m3，ρB＝2×103kg/m3，当杠杆
水平平衡时，物块B对地面的压强为2500Pa，将物快A
完全没入水中后，当杠杆再次水平平衡时，物块B对地面
的压强为Pa。
（g=10N/kg）
答案：
3000
四、计算题：
38.如图19所示电路中，电源两端电压保持不变。
当只闭合开关S1时，电压表的示数为U1，电阻R3消耗的电功率为P3；当只闭合开关S2时，电压表的示数为U2，电阻R3消耗的电功率为P3′，电阻R2消耗的电功率为1.6W。
已知2U1＝U2，P3＝4P3′。
求：
（1）电阻R1与电阻R2的比值；
（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，电路消耗的电功率。
解：
当只闭合开关S1时，等效电路如图甲所示；当只闭合开关S2时，等效电路如图乙所示；当开关S1、S2、S3闭合时，等效电路如图丙所示。
（1分）
（1）由图甲、图乙得：
=
=
=
=
（1分）
=
=
=
解得：
=
（1分）
（2）根据电源两端电压不变，由图甲、乙得：
I1（R3+R1）=I2（R3+R2）解得：
R3=2R1（1分）
由图乙，
（1分）
当开关S1、S2、S3闭合时，由丙图知电路消耗的功率为：
（1分）
39.小明单独站在水平地面上时，对地面的压强p0为3×104Pa；小明用滑轮组提升合金块，当合金块露出水面的体积为其总体积的2/5时，如图20
（1）所示，小明再也拉不动了，此时小明对地面的压强p1为零；于是小明改变了滑轮组的绕线方法，合金块被顺利拉出水面，如图20
（2）所示，小明拉合金块匀速上升时，其对地面的压强p2为0.2×104Pa。
已知小明的双脚与地面的接触面积S始终为250cm2，合金块的密度为2×103kg/m3，不计绳重、滑轮轴间的摩擦，g取10N/kg。
求：
（1）小明的重力G人；
（2）动滑轮的重力G动；
（3）小明通过图20
（2）所示滑轮组匀速提升合金块时，滑轮组的机械效率η。
解：
（1）小明单独站在水平地面上时，其重力为：
（1分）
（2）以合金块和动滑轮的整体为研究对象，
受力分析如图1甲、乙所示。
因合金块和动滑轮处于静止或匀速直线运动状态，
所以有：
①
②
又
③（1分）
以人为研究对象，受力分析如图2甲、乙所示。
因人处于静止状态，所以有：
T1＝G人④
T2＋N＝G人⑤
N
（1分）
四个受力分析图（1分）
因为F1与T1大小相等，F2与T2大小相等。
整理方程①③④得：
⑥
整理方程②⑤得：
⑦（1分）
将
，N＝50N带入方程⑥⑦解得：
，
（1分）
（3）用图
（2）滑轮组提升合金块时，滑轮组的机械效率为：
（1分）
39．如图21所示电路中，电源两端的电压保持不变。
S1和S3闭合，S2断开，电压表V1的示数为U1，电流表的示数为I1；S1闭合，S2和S3断开，滑动变阻器的滑片P在中点，电压表V1的示数为U1′，电流表的示数为I2，R1消耗的电功率P1为2W；S2闭合，S1和S3断开，滑动变阻器的滑片P在A端,电压表V2的示数为U2,电流表的示数为I3，R2消耗的电功率P2，R3消耗的电功率P3为1.5W；S1、S2和S3都闭合,电路消耗的总功率为P。
已知U1：
U1′=5：
2。
求：
（1）U1′与U2的比值；
（2）S2闭合，S1和S3断开,R2消耗的电功率P2的大小；
（3）S1、S2和S3都闭合,电路消耗的总功率P的大小。
答案：
（1）2/3
（2）1W（3）18.75W
40．火车道口处设置人工控制的栏杆，图22是栏杆的示意图。
密度和粗细均匀的栏杆全长6m，质量为40kg。
栏杆的重心位于P点，栏杆可绕O点在竖直平面内无摩擦转动。
栏杆的H端通过滑轮组来提升栏杆，其中A、B、D、E都是定滑轮，C是动滑轮,T为固定在水平地面上的挂钩。
当火车通过岔道口后,管理人员用力F1竖直向下拉绳子,栏杆恰好在水平位置平衡。
管理人员为了减轻自己的工作强度，他在H端下方的绳子上加挂了一个质量为10kg的重物，用力F2以0.2m/s的速度匀速拉动绳子使栏杆逆时针转动45°角时车辆放行。
此时管理人员将绳端固定在挂钩T上。
已知：
F1∶F2＝17∶15；OH=1m,忽略细绳与滑轮的摩擦。
g取10N/kg。
求：
（1）F1的大小；
（2）F2的功率；
（3）管理人员用力F2工作时滑轮组的效率（结果保留一位小数）
答案：
（1）425N
（2）75W（3）93.3%
39.质量为80kg的工人利用滑轮组按如图23所示的方式把货物和人运到高处。
第一次运送时，放入货箱的货物质量为140kg，工人用力F1匀速拉绳，货箱以0.1m/s的速度匀速上升，货箱对工人的支持力为N1，滑轮组的机械效率为η1；第二次运送时，放入货箱的货物质量为120kg，工人用力F2匀速拉绳的功率为P2，货箱以0.2m/s的速度匀速上升，货箱对工人的支持力为N2。
N1与N2之比为4:
5（不计绳重及滑轮摩擦，g取10N/kg）求：
（1）货箱和动滑轮的总质量m
（2）功率P2
（3）机械效率η1（计算结果保留到小数点后两位）
解:
------------1分
（1）G人=m人g=80kg×10N/kg=800N
G1=m1g=140kg×10N/kg=1400N
G2=m2g=120kg×10N/kg=1200N
F1′=F1=（G人+mg+G1）/4
F2′=F2=（G人+mg+G2）/4------------1分
因N1/N2=（G人-F1′）/（G人-F1′）=4/5
所以
解得：
mg=200Nm=20kg------------1分
（2）F2=（G人+mg+G2）/4=（800N+200N+1200N）/4=550N
V绳2=4V2=4×0.2m/s=0.8m/s
P2=F2V绳2=550N×0.8m/s=440W------------1分
（3）η1=W有/W总=（G人+G1）/（G人+G1+mg）
=（800N+1400N）（800N+1400N+200N）=92%------------2分
40.如图24所示的电路中，电源两端电压不变，灯的电阻不变。
当开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，R1的电功率为P1，电流表示数为I1；当开关S1断开，S2闭合时，R1的电功率为P′1，电流表示数为I2，此时灯Ｌ正常发光；当开关S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在C点时，变阻器接入电路的电阻为RC，RC的电功率为PC，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，已知U1∶U2＝3∶2，I1∶I2=3∶5，灯的额定功率为8W。
电路通过断开、闭合开关以及移动滑动变阻器的滑片P，形成的不同电路所消耗的最大电功率与最小电功率之比为3∶1。
求：
（1）P1与P′1的比值
（2）电阻R1与滑动变阻器最大阻值之比
（3）滑动变阻器的电功率PC
解:
（1）当S1闭合S2断开，滑片在B时，电路如图甲；当S1断开S2闭合时，电路如图乙；当S1S2都断开，滑片在C时，电路如图丙。
-------1分
P1/P1'=I12R1/I22R1=（I1/I2）2=9/25----------1分
（2）当S1S2都断开，滑片P在B时，电路如图A所示，总功率最小；当S1S2都闭合时，电路如图B所示，总功率最大。
------------1分
因Pmax/Pmin=（R1+RL+R3）/R1=3/1
所以2R1=RL+R3--------
（1）-----------1分
由图甲乙得：
I1/I2=（R1+RL）/（R1+R3）=3/5
所以2R1=3R3-5RL---------
（2）
解
（1）
（2）得：
R1/R3=2/3，R1=2RL----------1分
（3）因U1/U2=（R1+RL）/RL+RC=3/2
所以2R1=RL+3RC-----------（3）
把R1=2RL代入（3）得：
RL=RC----------1分
PL=（U/R1+RL）2RL=U2RC/（2RC+RC）2=U2/9RC
又PC=（U/R1+RL+RC）2RC=U2RC/（2RC+RC+RC）2=U2/16RC
所以PL/PC=U2/9RC/U2/16R=16/9
即8W/PC=16/9PC=4.5W----------1分
39．如图所示，电源两端电压不变。
当开关S、S2闭合，S1、S3断开时，电压表示数为U1，
电流表示数为I1，电阻R2与R3的电功率之和为28W。
当开关S、S1、S3闭合，S2断开时，电压表示数为U2，电流表示数为I2，电阻R1与R3的电功率之和为72W。
已知U1:
U2=7:
12，电阻R1=5Ω。
（6分）
求：
（1）电流表示数I1与I2的比值。
（2）电阻R3的阻值
（3）电源两端的电压U。
解：
当开关S、S2闭合，S1、S3断开时，等效电路图如图2甲所示。
当开关S、S1、S3闭合，S2断开时，等效电路图如图2乙所示。
……………………1分
根据甲图和乙图中已知条件可得：
因为U1:
U2=7:
12，所以
………………………………………………1分
根据电流的比值，可列出电压的方程：
①…………………………………………………………1分
②………………………………………………………………1分
由①、②两式可得：
③
将③代入②得：
④
将R1=5Ω,代入③式得：
R3=3Ω。
…………………………………………1分
将R1=5Ω,代入④式得：
R2=4Ω。
在乙图中，
因为：
所以：
……………………………………………………………………………1分
40．如图所示，杠杆AOB及支架是一个固连在一起的整体，AO：
BO=5：
2。
图中正方体D
与水平地面的接触面积为8×10-2m2，物体B的质量为2kg。
当物体A的质量为9.2kg时，杠杆在水平位置上平衡，物体D对水平地面的压强为4000pa。
当把物体A换为质量为39.5kg的物体C，支点向左移，使AO：
BO=4：
3时，杠杆仍在水平位置上平衡，物体D对水平地面的压力为零。
（杠杆、支架和托盘的重力不计，g取10N/kg。
拉物体B的细绳系于物体B上表面中央并沿竖直方向）（7分）求：
（1）动滑轮的质量。
（2）物体D的质量。
解：
受力分析并画出示意图。
…………………………………………………………1分
当物体A的质量为10.2kg时，对动滑轮、物体A、杠杆及物体D平衡状态下的受力分析如图3所示。
当把物体A换为质量为23kg的物体C时，对动滑轮、物体C、杠杆及物体D的受力分析如图4所示。
其中，fˊ=f1，N1ˊ=N1，T1ˊ=T1。
GB=mBg=20N，GA=mAg=92N，
GC=mCg=1270N。
根据题意可列出如下方程：
F=20NND1=ps=4000pa×8×10-2m2=320N…………………………………………1分
40N=G0+f1①
f1+N1=92N②
T1+320N=GD③
N1×AO=T1×OB④⑥
由①②式得：
N1=G0+52N⑤……………………………………………………1分
（G0+52N）×AO=（GD-320N）×OB⑥…………………………………………1分
40N=G0+f2⑦
f2+N2=1270N⑧
T2=GD⑨
由⑦⑧式得：
N2=G0+1230N⑩……………………………………………………1分
（G0+1230N）×AO=GD×OB
将AO：
BO=2：
5代入⑥⑩两式可解得。
GD=500N……………………………………………………………………………1分
G0=20N。
………………………………………………………………………………1分
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